ILgancio della gruè un componente critico all'interno dell'intero sistema di sollevamento che sostiene direttamente il carico. Durante l'uso prolungato, i ganci della gru potrebbero usurarsi, deformarsi o rompersi. Di fronte a tali danni, alcuni addetti alla manutenzione potrebbero tentare di saldare il gancio danneggiato come soluzione rapida per risparmiare sui costi o ridurre al minimo i tempi di fermo. Tuttavia, la saldatura può compromettere gravemente le proprietà meccaniche del gancio della gru, presentando un rischio elevato di guasti gravi.
Questo articolo utilizza casi di studio di-vita reale per spiegare in dettaglio perché non è necessario saldare i ganci della gru, delinea le procedure corrette per gestire i danni ed evidenzia i punti chiave per la manutenzione ordinaria. Ciò aiuterà tutti a evitare rischi inutili e a garantire la sicurezza delle operazioni di sollevamento.
Caso di studio e indagine sugli incidenti
Caso di studio 1: 2010 ·Analisi dei guasti ingegneristici - Frattura fragile del gancio di una gru[1]
Nel 2010 Torres et al. ha pubblicato uno studio sulla rivista《 Engineering Failure Analysis》analizzando un tipico caso di frattura fragile nel gancio di una gru. Il gancio di una gru in servizio si è rotto improvvisamente durante il normale funzionamento, provocando la morte di un operaio.
L'inchiesta sull'incidente ha rivelato che la superficie del gancio aveva precedentemente subito riparazioni di saldatura. La zona-alterata dal calore risultante dalla saldatura ha causato un infragilimento-indotto dalla deformazione nel materiale, portando a una struttura a grana-grossa e a una grave riduzione della tenacità, che alla fine ha provocato una frattura fragile sotto carichi normali.
Le conclusioni dello studio affermano chiaramente che la causa principale del guasto del gancio della gru è stata la riparazione della saldatura. Attraverso analisi metallografiche, test della composizione chimica, analisi della superficie di frattura e altri metodi, i ricercatori hanno scoperto che qualcuno aveva depositato metallo di saldatura sulla superficie del gancio della gru guasto. Diverse crepe hanno avuto origine nell'area saldata e si sono propagate al materiale di base del gancio. Di conseguenza, proibiamo severamente le riparazioni di saldatura sulle parti-portanti dei ganci della gru.
Caso di studio 2: 2019 · Caso di analisi dei guasti ASMStorie – Rottura prematura del gancio di una gru da 200 T dovuta a un deposito di saldatura[2]
Nel 2019, ASM International (American Society for Metals) ha pubblicato un caso di studio sull'analisi dei guasti in cui un gancio di sollevamento con una capacità nominale di 200 tonnellate si è rotto improvvisamente mentre era sottoposto a un carico effettivo di sole 143 tonnellate (meno del 72% della capacità nominale). La frattura si è verificata nella regione dell'arco interno della curvatura del gancio, dove lo stress è massimo.
L'indagine ha rilevato un deposito di riparazione della saldatura sulla superficie del gancio, che probabilmente eliminava un difetto superficiale, ma il team non ha rimosso completamente il difetto fino al metallo di base prima della saldatura. A parte una piccola zona di taglio a forma di mezzaluna-, la superficie della frattura mostrava caratteristiche generali di frattura da scissione fragile.
La conclusione di ASM afferma chiaramente: "In molti casi, è preferibile rimuovere i difetti superficiali mediante molatura locale. La conseguente perdita di resistenza è trascurabile rispetto all'aumento del rischio di guasto associato alle riparazioni di saldatura."
Questi incidenti evidenziano che non si dovrebbe riparare alcun gancio della gru danneggiato mediante saldatura, non importa quanto lieve sia il difetto. Sebbene le riparazioni tramite saldatura possano sembrare semplici, interrompono la microstruttura forgiata originale del gancio, lasciando seri rischi per la sicurezza. Sostituire tempestivamente i ganci della gru danneggiati.
Perché non puoi saldare i ganci della gru?
Diversi motivi chiave spiegano perché non è possibile saldare i ganci della gru:
La saldatura danneggia gravemente la microstruttura del metallo. I produttori in genereforgiare ganci per gruda acciaio al carbonio o acciaio legato (come 35CrMo o 20MnMo), che crea linee di flusso metalliche continue e una microstruttura densa. Le alte temperature generate durante la saldatura provocano l'ingrossamento dei grani e l'infragilimento nella zona di saldatura e nella zona adiacente-influenzata dal calore, portando a una significativa riduzione della tenacità e della resistenza alla fatica del materiale.
La saldatura introduce nuove tensioni residue e cricche latenti. Il riscaldamento e il raffreddamento localizzati durante la saldatura generano sollecitazioni di trazione residue, interrompendo la distribuzione uniforme originale delle sollecitazioni e facilitando la formazione di micro-fessure nella zona di saldatura e-interessata dal calore. Sotto carico ciclico, queste crepe si propagano rapidamente, portando infine a fratture improvvise.
La sezione trasversale della base del gancio della gru-e il gambo del gancio sono aree soggette a sollecitazioni-critiche e la loro progettazione geometrica è soggetta a requisiti rigorosi. La superficie dopo la riparazione della saldatura è generalmente irregolare; anche dopo la rettifica, le differenze nelle proprietà fisiche tra il metallo saldato e il metallo base possono portare ad un "effetto intaglio", con conseguente grave concentrazione di sollecitazioni. Durante i frequenti cicli di sollevamento di una gru, questi punti di concentrazione delle sollecitazioni possono rapidamente diventare siti di inizio di cricche da fatica.
Garantire una qualità costante nelle riparazioni saldate è difficile. Le limitate condizioni di saldatura in loco-rendono difficile soddisfare gli standard-a livello di fabbrica per il trattamento termico e i test non-distruttivi; di conseguenza non possiamo garantire in modo affidabile la sicurezza dei ganci riparati.
Numerosi standard, sia nazionali che internazionali, vietano esplicitamente la riparazione mediante saldatura di componenti-portanti sui ganci. Ad esempio, standard come DIN 15402, ISO 7597 e ASME B30.10 stabiliscono tutti che una volta che appare una crepa in un componente portante-, l'intera unità deve essere rottamata e sostituita; la saldatura è severamente vietata.[3]
Anche se può sembrare che le riparazioni di saldatura facciano risparmiare sui costi, in realtà si trasformanoil gancio di sollevamentoin una "bomba a orologeria", che presenta un rischio estremamente elevato.
Metodi corretti di manutenzione e sostituzione perGanci per gru
In caso di difetti o problemi con un gancio della gru, la linea di condotta corretta è metterlo fuori servizio e sostituirlo tempestivamente.
Il gancio deve essere rottamato immediatamente se si verifica una delle seguenti condizioni e le riparazioni tramite saldatura sono severamente vietate:
- Sulla superficie del gancio appaiono delle crepe.
- L'apertura del gancio supera il 10% delle sue dimensioni originali prima dell'uso.
- Il gancio presenta una deformazione torsionale superiore al 10%.
- Il gambo del gancio presenta segni di deformazione plastica.
- L'usura sulla sezione trasversale-portante-del gancio supera il 5% delle sue dimensioni originali.
- È presente corrosione sulle filettature del gancio.
- La corrosione del diametro del gambo del gancio supera il 5% delle sue dimensioni originali prima dell'uso.
Ispezione professionale:Richiedere a un organismo di ispezione professionale di eseguire test con particelle magnetiche (MT) e test con ultrasuoni (UT) per confermare l'entità del danno.
Selezione e abbinamento:Quando si sostituisce il gancio della gru, -selezionare il modello in base alle condizioni operative effettive per garantire che il grado di resistenza, il tipo strutturale e il materiale del nuovo gancio della gru soddisfino i requisiti.
Installazione e accettazione:Dopo l'installazione del nuovo gancio della gru, è necessario eseguire una prova di carico di prova pari ad almeno 1,5 volte il carico di lavoro e conservare le registrazioni.
Manutenzione giornaliera dei ganci della gru
Una corretta manutenzione quotidiana è essenziale per prolungare la durata dei ganci di sollevamento e garantire la sicurezza.
Ispezione visiva quotidiana:Prima di iniziare il lavoro, controllare l'eventuale presenza di crepe, deformazioni o usura sulla bocca del gancio, sulle orecchie del gancio, sull'occhiello e sul gambo.
Lubrificazione e rotazione regolare:Assicurarsi che i cuscinetti della trave gancio siano ben lubrificati; il gancio dovrebbe essere in grado di ruotare liberamente e senza intoppi di 360 gradi.
Ispezione della presa di sicurezza:Controllare regolarmente che il fermo di sicurezza (linguetta-antiscivolo) sia in buone condizioni per evitare che la fune metallica scivoli via accidentalmente.
Vietare severamente il sovraccarico e il sollevamento obliquo:Il sovraccarico è la causa principale dei danni da fatica ai ganci. Rispettare rigorosamente le specifiche di carico nominale ed evitare operazioni non-conformi.
Protezione ambientale:In ambienti corrosivi o ad alta-temperatura, aumentare la frequenza delle ispezioni e applicare regolarmente grasso anti-ruggine.
Conclusione
Una singola riparazione di saldatura inadeguata potrebbe far risparmiare qualche migliaio di yuan evitando la sostituzione del gancio. Ma potrebbe causare milioni di danni alle apparecchiature. Potrebbe anche portare alla perdita di vite umane.
Il divieto di saldare i ganci delle gru non è una semplice norma; è una lezione-ottenuta a fatica, appresa da innumerevoli incidenti. Le riparazioni di saldatura danneggiano la microstruttura interna del gancio, riducendone significativamente le prestazioni di sicurezza e rendendolo altamente soggetto a fratture improvvise. I professionisti della sicurezza considerano i ganci saldati un serio rischio per la sicurezza.
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